Ultracold mercury-alkali molecules for electron electric dipole moment searches
重极性双原子分子是寻找电子永久电偶极矩（eEDM）的主要候选者。下一代eEDM搜索实验理想地需要极大的相干时间，在大量对eEDM具有高灵敏度的捕获分子中。我们考虑一个家族的分子，汞碱金属化合物，可以从超冷原子可行地产生。我们目前的有效电场所经历的电子在这些分子的计算。合理大的有效电场的组合，并获得捕获的超冷样品的直接路径，导致我们确定这些分子作为eEDM搜索实验的有利候选人。
2018-12-23 physics.atom-ph
A Comparative Analysis of Non-relativistic and Relativistic Calculations of Electric Dipole Moments and Polarizabilities of Heteronuclear Alkali Dimers
在非相对论和四组分相对论框架下，利用耦合团簇理论分析了杂原子碱金属二聚体在基态下的分子电偶极矩和静电偶极极化率.电子相关性以及相对论效应的作用，证明了他们在不同层次的理论研究，其次是一个全面的治疗误差估计。我们比较我们得到的值与以前的非相对论计算，其中一些包括低阶相对论修正，以及与实验值，只要可用。我们发现，PDM是非常敏感的相对论效应相比，极化率，这方面可以解释长期存在的问题，实验值和理论结果之间的差异LiNa。我们发现，考虑相对论值的PDM显着提高各向同性范德华$C_6$系数的调查碱二聚体在以前报道的非相对论计算。偶极极化率对分子体积的依赖关系也被说明。
2019-10-17 physics.atom-ph
Electric dipole polarizabilities of doubly ionized alkaline Earth metal ions from perturbed relativistic coupled-cluster theory
用微扰相对论耦合团簇（PRCC）理论计算了双电离碱土金属离子$\rm{Mg}^{2+}$，$\rm{Ca}^{2+}$，$\rm{Sr}^{2+}$，$\rm{Ba}^{2+}$和$\rm{Ra}^{2+}$的基态电偶极极化率$α$.在目前的工作中，我们使用的Dirac-Coulomb-Breit原子哈密顿量，我们还包括Uehling势，这是在真空极化校正的领先的订单项。我们研究的修正所产生的轨道能量的Uehling势的自洽场计算以及微扰。我们的结果$α$是在非常好的协议与实验数据，我们观察到的变化所产生的真空极化的轨道能量修正的性质，因为我们从$\rm{Mg}^{2+}$到Ra $^{2+}$。
2013-05-16 physics.atom-ph
Relativistic Coupled-Cluster Study of Diatomic Metal-Alkali Molecules for Electron Electric Dipole Moment Searches
制备含有碱原子的超冷分子（例如，Li、Na和K）。基于超冷分子的这些研究进展，可以提出在超冷分子体系中寻找电子电偶极矩和标量-赝标量相互作用的新方法。在Dirac-Fock（DF）和相对论耦合团簇（RCC）水平上计算了SrA和HgA（A = Li，Na，K）分子的有效电场（Eeff）和S-PS系数（Ws）.我们详细阐述了以下几点：i）HgA中分子性质的基组依赖性，ii）SrA和HgA中Eeff和Ws的分析，以及与它们的氟化物和氢化物对应物的比较，iii）DF和相关RCC理论水平上的Ws与Eeff之比（Ws/Eeff）。
2019-03-27 physics.atom-ph
Electric Dipole Moments and Static Dipole Polarizabilities of Alkali--Alkaline-Earth Molecules: Non-relativistic versus relativistic coupled-cluster theory analyses
在非相对论和四分量自旋自由相对论理论框架下，采用有限场耦合团簇方法，对碱金属-碱土金属（Alk-AlkE）二聚体的电偶极矩和静电偶极极化率进行了理论分析.为了进行严格的比较分析，我们考虑那些Alk-AlkE分子由最轻到中重的组成原子（Alk：Li到Rb和AlkE：Be到Sr）组成。我们目前的行为的电子相关效应以及相对论效应与分子的大小。通过对几个典型分子的不同形式的哈密顿量、基组和微扰参数的分析，我们推断出了所研究的Alk-AlkE分子的与上述量无关的性质。我们还将Alk-AlkE分子的平均极化率与它们的PDM以及相应的Alk和AlKE原子的原子序数和极化率联系起来，给出了经验关系式，这些经验关系式可以用来粗略估计其它较重的Alk-AlkE分子的平均极化率。最后给出了我们推荐的结果，并与文献值进行了比较。
2022-03-14 physics.atom-ph physics.chem-ph
An {\it ab initio} relativistic coupled-cluster theory of dipole and quadrupole polarizabilities: Applications to a few alkali atoms and alkaline earth ions
本文提出了一种在相对论耦合团簇理论框架下精确计算任意秩微扰算符的一阶波函数的一般方法。用这种方法计算了一些碱金属原子和碱土金属离子的静态偶极和四极极化率。这可能是一个很好的测试目前的理论，不同的秩和奇偶相互作用算子。这显示了广泛的应用，包括精确计算由于秩零和秩一弱相互作用哈密顿量导致的宇称和CP破坏振幅。我们也给出了关联效应的贡献，并讨论了它们的低阶多体微扰理论。
2006-11-03 physics.atom-ph physics.chem-ph
Reactions of ultracold alkali metal dimers
我们研究涉及对碱金属二聚体的反应的能量学。对于一些但不是所有的杂环二聚体，在能量上允许原子交换反应以形成均聚二聚体。我们进行了高层次的电子结构计算的势能面的所有的杂原子碱金属三聚体，并表明，三聚体形成反应总是在能量上被禁止的低躺单重态的二聚体。这一结果对碱金属二聚体量子气体的稳定性有重要意义。
2010-05-13 physics.atom-ph
Photon Hall Scattering from Alkaline-earth-like atoms and Alkali-like ions
我们调查的可能性，观察磁横向散射的光子从碱土类原子以及碱金属离子，并提供数量级。横向磁散射的物理诱导的两个可能的量子跃迁的外部电子在S-状态，一个分散的电偶极子跃迁到P-轨道状态和第二个共振电四极跃迁到P-轨道状态之间的干扰。与以前提出的这种原子光子霍尔效应的机制相比，没有真正的光子被电偶极允许跃迁散射，这显著增加了霍尔电流与背景光子的比率。主要的实验挑战是克服小的检测阈值，每秒每个原子仅散射10^{-5}个光子。
2016-10-11 physics.atom-ph
Relativistic many-body calculations of energy levels, hyperfine constants, electric-dipole matrix elements and static polarizabilities for alkali-metal atoms
计算了Na，K，Rb和Cs的最低四个$ns, np_{1/2}$和$np_{3/2}$态的迁移能和超精细常数，以及Fr的n=7- 10态的迁移能和n=7和8态的超精细常数.计算是基于相对论单-双（SD）近似，其中的单和双激发的Dirac-Hartree-Fock（DHF）的波函数包括在所有的订单微扰理论。用SD波函数计算了重原子的去除能、电偶极矩阵元和静态极化率，但用SD波函数计算重原子的磁偶极超精细常数的结果较差.为了得到重原子超精细常数的精确值，我们在波函数中加入了部分三重激发。本计算提供了重新评估Cs和Fr中PNC振幅的基础。
1999-06-23 physics.atom-ph
Study of the 5p3/2 -> 6p3/2 electric dipole forbidden transition in atomic rubidium using optical-optical double resonance spectroscopy
给出了铷原子5 p ~（3/2）-> 6p ~（3/2）电偶极禁戒跃迁激发的直接证据。实验在室温铷原子池中进行，采用连续波扩展腔二极管激光器。光学-光学双共振光谱与反向传播的光束允许检测的非偶极跃迁的多普勒展宽。5 p3/2态通过用锁定到D2线的最大F循环跃迁的激光激发来制备，禁戒跃迁通过用911 nm激光激发来产生。禁戒跃迁的产生通过检测6p 3/2态衰变产生的420 nm荧光来监测。得到了两种铷同位素的6 p 3/2超精细结构的特征F - 1、F和F + 1分裂的三条窄线（~ 13 MHz FWHM）谱。计算结果与考虑5s -> 5 p ~（3/2）制备动力学、5 p ~（3/2）-> 6p ~（3/2）非偶极激发几何和6p ~（3/2）-> 5s ~（1/2）衰变的直接计算结果非常一致。电偶极禁戒跃迁是制备动力学的一个非常灵敏的探针。
2015-06-19 physics.atom-ph
Electric dipole polarizability of alkaline-Earth-metal atoms from perturbed relativistic coupled-cluster theory with triples
用微扰相对论耦合团簇（PRCC）理论计算了碱土金属原子的电偶极极化率。在相对论耦合团簇（RCC）理论中，我们采用了Dirac-Coulomb-Breit原子哈密顿量，并考虑了三重激发。与三重激发集群运营商的理论问题进行了详细描述，我们也提供了详细的计算实现。PRCC的理论结果与实验和以前的理论结果是一致的。然后，我们强调考虑碱土金属原子的Breit相互作用的重要性。
2014-01-15 physics.atom-ph physics.comp-ph
The long-range non-additive three-body dispersion interactions for the rare gases, alkali and alkaline-earth atoms
用标准公式计算了多种原子组合的长程非加性三体色散相互作用系数$Z_{111}$、$Z_{112}$、$Z_{113}$和$Z_{122}$。所考虑的原子包括氢、稀有气体、碱金属原子（直到Rb）和碱土金属原子（直到Sr）。由三个相互偶极相互作用产生的项$Z_{111}$被称为Axilrod-Teller-Muto系数或DDD（偶极-偶极-偶极）系数。类似地，术语$Z_{112}$、$Z_{113}$和$Z_{122}$源自原子之间的偶极（1）、四极（2）和八极（3）相互作用的相互组合，并且它们有时分别被称为DDQ、DDO和DQQ系数。四个$Z$系数的结果给出的homopolymer三聚体，为涉及两个类似的稀有气体原子的三聚体，和为三聚体的所有组合的H，He，Li原子。所有可能的原子组合之间的所有系数的详尽汇编作为补充数据。
2012-01-07 physics.atom-ph physics.chem-ph
Magic wavelengths for the np-ns transitions in alkali-metal atoms
用相对论全阶方法对碱金属原子的电偶极矩阵元进行了广泛的计算。这种方法是一个线性化版本的耦合集群方法，它总结了无限多体微扰理论的条款。在这些计算中考虑了最低ns，np_1/2，np_3/2态和大量激发态之间的所有允许跃迁，并评估了它们的准确性。由此得到的电偶极矩阵元用于碱金属原子激发态的频率依赖极化率的高精度计算。我们发现碱金属原子中的幻波长，其ns和np_1/2和np_3/2原子能级具有相同的交流斯塔克位移，这有利于状态不敏感的光学冷却和捕获。
2007-09-02 physics.atom-ph
Forbidden "ortho"--"para" electric dipole transitions in H$_2^+$ ion
本文首次系统地计算了同型分子离子H $_2^+$的电偶极禁戒跃迁。我们得到从基态“邻”$(v\!=\!0,N\!=\!1,J\!=\!1/2)$态到基态“对”$(v\!=\!0,N\!=\!0,J\!=\!1/2)$态的跃迁速率为$4.9\!\times\!10^{-14}$ s $^{-1}$，对应于$6.4\!\times\!10^5$ yr的寿命. $(v\!=\!1,N\!=\!1,J\!=\!1/2)\!\to\!(v\!=\!0,N\!=\!0,J\!=\!1/2)$跃迁的爱因斯坦系数$A_{nn'}$等于$0.12\!\times\!10^{-9}$ s $^{-1}$，它与H $_2^+$中四极跃迁的值具有“可比”的量级。这为用激光光谱法诱导H $_2^+$的“邻位”-“对位”跃迁提供了希望。
2023-01-09 physics.atom-ph
Quasi-forbidden 2-body Förster resonances in cold Cs Rydberg gas
已知冷里德伯原子显示偶极-偶极相互作用允许的共振，也称为福斯特共振，当使用适当的电场时，其导致有效的能量转移。该电场还使得能够实现在零场下不遵守偶极-偶极选择规则的谐振。这些准禁戒共振中的一些已经被观察到，但它们经常被忽视。在这里，我们表明，在冷$^{133}$ Cs原子有大量的这些共振，显示显着的转移效率，由于它们的强相互作用，即使在低电场。我们还开发了一个图形化的方法，使所有可能的共振同时找到。在不同的电场下，可寻址共振能量转移的总数急剧增加，这可能会对寻找由里德伯原子构建的少体相互作用或大分子产生影响。
2016-01-05 physics.atom-ph
QED radiative corrections to electric dipole amplitudes in heavy atoms
利用辐射势方法详细研究了重碱金属原子Rb、Cs、Fr和类碱金属离子Sr+、Ba+和Ra+的电偶极跃迁振幅的量子电动力学辐射修正.通过与严格QED在简单原子势下的计算结果的比较，验证了该方法的有效性。我们研究的核心弛豫，极化的核心E1场，和价核相关QED，这是在某些情况下是重要的影响。我们确定了几个跃迁的量子电动力学的贡献超过原子理论和实验之间的偏差。
2022-12-22 physics.atom-ph
Completing the optical spectroscopy of the $6p_{J}$ manifold: the $5p_{3/2}\rightarrow 6p_{1/2}$ electric dipole forbidden transition in atomic rubidium
我们提出了铷原子中$5p_{3/2} \rightarrow 6p_{1/2}$电偶极禁戒跃迁激发的第一个证据。实验是在铷原子蒸气室中进行的，采用反向传输光束的无多普勒光学-光学双共振光谱技术。这与以前报道的$6p_{J}$流形中另一个精细跃迁$J=3/2$的激发方案相似。使用锁定到$D_2$线的最大F循环跃迁的二极管激光器的$5s_{1/2} \rightarrow 5p_{3/2}$电偶极子制备步骤用于制备第一激发态的原子。这之后是$5p_{3/2} \rightarrow 6p_{1/2}$偶极禁戒激发，在双光子梯（$Ξ$）激发方案。通过检测由直接衰变到$5s_{1/2}$基态产生的$421$ nm荧光来验证$6p_{1/2}$激发态原子的产生。还研究了衰减荧光谱线相对强度的偏振依赖性。不同的偏振配置的光束的实验数据进行了比较，考虑在制备步骤中的强原子场耦合的计算结果，其次是一个弱的电四极激发和蓝色荧光衰减发射。实验和这三步模型之间的良好协议被发现在两种同位素的线性-线性极化的情况下。
2018-12-02 physics.atom-ph
An Upper Bound on the Strongly Forbidden $6S_{1/2} \leftrightarrow 5D_{3/2}$ Magnetic Dipole Transition Moment in {Ba}$^{+}$
我们报告的结果，从我们的第一代实验测量之间的$6S_{1/2}$和$5D_{3/2}$流形Ba $^{+}$的磁偶极子跃迁矩（M1）。M1的知识是至关重要的，拟议的宇称非守恒实验中的离子\cite{Fortson93}，其中M1将是一个主要来源的系统误差。到目前为止，还没有在Ba $^{+}$中测量到M1，而且，磁矩对电子-电子关联的敏感性已经混淆了准确的理论预测。精确的测量可能有助于解决理论上的差异，同时为计划Ba $^{+}$中的未来PNC测量提供必要的信息。我们展示了我们的技术测量M1 -包括一种方法，用于校准应力引起的双折射引入的科学仪器-并放置一个上限的$\mathrm{M1} < 93 \pm 39 \times 10^{-5} μ_{B}$。
2016-10-14 physics.atom-ph
Diatomic molecules of alkali-metal and alkaline-earth-metal atoms: interaction potentials, dipole moments, and polarizabilities
本文系统计算78种碱金属、碱土金属双原子分子的势能曲线、偶极矩、极化率及光谱常数，并评估误差、建立理论基准。
2024-03-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Forbidden Transitions in a Magneto-Optical Trap
我们首次在超冷原子蒸气中观测到非偶极跃迁。我们激发的3 P-4P电四极（E2）在$^{23}$钠限制在磁光阱（MOT）的过渡，并证明其应用于高分辨率光谱的第一次测量的超精细结构的4P $_{1/2}$水平和提取的磁偶极子常数A $=$ 30.6 $\pm$ 0.1 MHz。我们用连续光-光双共振（O-O-ODR）结合光化来探测跃迁。
2003-04-09 physics.atom-ph
Accurate potential energy, dipole moment curves, and lifetimes of vibrational states of heteronuclear alkali dimers
用单重、双重和三重耦合团簇（CCSDT）方法计算了异碱金属二聚体XY（X，Y = Li，Na，K，Rb，Cs）在X1 ~+电子态下的势能曲线、永久偶极矩曲线以及基态和激发态的振动寿命.对Li和Na采用了具有附加核函数的全电子四重核势基组，对K、Rb和Cs采用了具有四重核质量基组的小核相对论有效核势。耦合集群的非微扰三重激发的列入是至关重要的获得准确的势能曲线。精确预测永久偶极矩需要大的单电子基组和附加的核函数。LiNa的离解能仅被高估了14 cm-1，而其他分子的离解能被高估了不超过114 cm-1。实验和计算的谐波振动频率之间的差异小于1.7 cm-1，非谐波校正的差异小于0.1 cm-1。我们发现，原子电负性差与杂原子碱金属二聚体的永久偶极矩之间的相关性并不完美。采用B样条基组方法求解振动薛定谔方程，得到振动能和波函数。计算了各振动态之间的跃迁偶极矩、爱因斯坦系数和振动态的寿命。我们分析了振动态的衰减率的自发发射，受激发射和吸收诱导的黑体辐射。在所有研究的杂原子碱金属二聚体中，基态振动态的寿命比任何激发态都长。
2014-01-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
Van der Waals Interactions among Alkali Rydberg Atoms with Excitonic States
研究了激子态的出现对两个里德伯原子间范德华相互作用的影响。假设原子处于不同的里德伯态，例如，处于$|ns\rangle$和$|np\rangle$状态。共振偶极-偶极相互作用产生对称和反对称激子，随着原子彼此接近，能量分裂产生新的共振。只有远离这些共振，范德华系数，$C_6^{sp}$，可以被定义。我们用微扰理论计算了碱金属原子的$C_6$系数，并给出了锂原子的结果。在几个$μm$的短原子间距下，我们证明了里德伯原子中激子的二能级系统的简单模型被打破，正确的表示意味着多能级原子。尽管如此，在更大的距离上，人们可以保持两能级系统，但包括原子之间的范德华相互作用。
2015-07-15 physics.atom-ph
Magic-wave-induced $^1S_0-^3P_0$ transition in even isotopes of alkaline-earth-like atoms
具有"神奇“波长的圆偏振激光束可用于将$^3P_1$态混合到长寿命亚稳态$^3P_0$中，因此即使在类碱土原子的同位素中也能进行严格禁止的$^1S_0$ $-$ $^3P_0$”时钟"跃迁，而不改变跃迁频率。在奇数同位素中，激光束可以将最初由超精细混合实现的“时钟”跃迁的线宽调整到最佳值。我们提出了一个详细的分析的各种因素影响的分辨率和不确定性的光学频率标准的基础上同时暴露的原子的晶格驻波和一个额外的“状态混合”波，包括估计的“魔术”波长，拉比频率的“时钟"和状态混合过渡，交流斯塔克位移的地面和亚稳态的二价原子。
2007-01-11 physics.atom-ph
Ab initio properties of the ground-state polar and paramagnetic europium-alkali-metal-atom and europium-alkaline-earth-metal-atom molecules
本文研究了极性和顺磁性铕- $S$态原子分子的电子基态性质。在Born-Oppenheimer近似下，用从头算方法计算了铕碱金属原子Eu $X$（$X$ =Li，Na，K，Rb，Cs），铕碱土金属原子Eu $Y$（$Y$ =Be，Mg，Ca，Sr，Ba）和铕镱分子的高自旋基态势能曲线。采用自旋限制的开壳层耦合团簇方法（RCCSD（T）），并考虑了小核能量一致赝势中的标量相对论效应。计算了永久电偶极矩和静态电偶极子极化率。描述原子之间的色散相互作用在大的核间距$C_6$的领导长程系数也报道。EuK，EuRb和EuCs分子是具有大的电和磁偶极矩的物种的例子，使它们成为超冷多体量子模拟的潜在有趣的候选人，当被限制在组合的电场和磁场中的光晶格中时。
2014-09-03 physics.atom-ph physics.chem-ph
Van der Waals coefficients for systems with ultracold polar alkali-metal molecules
本文系统地研究了碱金属原子+分子和分子+分子体系的各向同性范德华系数。偶极矩和静态和动态偶极子极化率计算采用高层次的量子化学计算。各向同性范德华系数的色散，感应和旋转部分进行评估。已知的范德瓦尔斯系数，然后用于导出的简单模型的碰撞涉及相应的超冷极性分子的基本特征。
2013-02-21 physics.atom-ph physics.chem-ph
Determination of the dipole polarizability of the alkali-metal negative ions
采用四分量相对论多体方法计算了碱金属负离子H $^-$到Fr $^-$的电偶极极化率（$α_d$）.通过考虑Dirac-Coulomb（DC）哈密顿量、考虑Breit相互作用的DC哈密顿量和考虑低阶量子电动力学相互作用的DC哈密顿量，得到了不同的结果.首先将电子关联效应自洽地引入到Dirac-Hartree-Fock（DHF）方法中，然后将电子关联效应引入到二阶多体微扰理论、无规相近似和耦合团簇（CC）理论中的DHF波函数中。利用上述多体方法，分析了电子关联效应和相对论修正在离子尺度下的作用。最后，我们引用精确值的$α_d$的上述负离子通过估计不确定性的CC结果，并比较它们与其他的计算方法。
2021-01-06 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Tune-out and magic wavelengths, and electric quadrupole transition properties of the singly charged alkaline-earth metal ions
在延续我们早期报道的数据电偶极子（E1）矩阵元素和亚稳态的碱土金属离子的寿命[原子数据和Nuc.数据表{\bf 137}（2021）101381]中，我们在此通过测定动态E1极化率给出了Mg $^+$、Ca $^+$、Sr $^+$和Ba $^+$碱土金属离子的调谐波长和魔波长。此外，我们已经评估了大量的禁戒跃迁使用全阶相对论多体方法的电四极（E2）矩阵元素，并比较它们与以前报道的几个选择性跃迁的值。E1和E2过渡矩阵元素的汇编现在将提供关于所考虑的单电荷碱土金属离子的过渡性质的更完整的知识。类似地，由于主导E1极化率而列出的调谐和魔波长的精确值可以有助于使用具有减少的系统学的上述离子进行实验。这些数据对于开展原子物理学的高精度实验和实验室模拟，以及解释天体物理观测中的跃迁线等方面的应用都是非常有用的。
2022-01-18 physics.atom-ph
Magnetic field-induced spectroscopy of forbidden optical transitions with application to lattice-based optical atomic clocks
我们开发了一种光谱学方法，使用弱静态磁场，使禁止的电偶极跃迁，否则令人望而却步的弱直接光激发。该方案的权力证明了使用的重要应用的光学原子钟的基础上限制在一个光晶格的中性原子。这种方法的简单实验实现--与DC磁场结合的单个时钟激光器--放松了当前基于晶格的时钟中的严格要求（例如，磁场屏蔽和光偏振），因此可以加速实现这些时钟所预测的非凡性能水平。我们估计，对于计量学上优选的偶同位素，使用Yb等碱土类原子的时钟可以实现远低于10^-17的分数频率不确定度。
2005-10-06 physics.atom-ph
Highly polar molecules consisting of a copper or silver atom interacting with an alkali-metal or alkaline-earth-metal atom
本文从理论上研究了含$^2S$态过渡金属原子的高极性双原子分子的性质。我们计算势能曲线，永久电偶极矩，光谱常数，和领先的长程色散相互作用系数的分子组成的铜或银原子与碱金属（Li，Na，K，Rb，Cs，Fr）或碱土金属（Be，Mg，Ca，Sr，Ba，Ra）原子的相互作用。我们使用从头计算电子结构的方法，如耦合集群和组态相互作用的，与大高斯基组和小核心相对论能量一致的赝势。我们预测，所研究的分子在基态电子强烈绑定高度极化的共价键或离子键，导致非常大的永久电偶极矩。我们发现，高激发振动能级具有最大电偶极矩，例如，CsAg超过13 $\,$德拜，BaAg超过6 $\,$德拜。还报告了Cu $_2$、Ag $_2$和CuAg的结果。所研究的分子可能会在超冷偶极多体物理学，受控化学或精密测量实验中找到应用。
2021-02-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Dispersion coefficients for the interaction of inert gas atoms with alkali and alkaline earth ions and alkali atoms with their singly ionized ions
本文给出了惰性气体原子与碱金属离子、碱土金属离子和碱金属原子与其单电荷离子相互作用的色散系数。我们使用我们的相对论耦合集群方法来确定动态偶极和四极极化率的碱金属原子和单电离碱土金属原子，而相对论随机相位近似方法已被采用，以评估这些数量的封闭壳层配置的惰性气体原子和单，双电离碱金属和碱土金属原子，分别。通过静态极化率值与实验结果的比较，判断了这些结果的准确性。这些极化率进一步与其他理论结果进行了比较。我们估计的分散系数的准确性比[At.数据和核数据表101，58（2015）]进行了讨论。这些结果和其他已报道的改进的结果将有助于全面理解低温区冷原子和原子-离子混合囚禁实验中涉及这些原子-原子和原子-离子相互作用的碰撞物理。
2016-05-17 physics.atom-ph
Van der Waals molecules consisting of a zinc or cadmium atom interacting with an alkali-metal or alkaline-earth-metal atom
碱土类过渡金属原子，如Zn和Cd，是精密测量和量子多体物理实验的有希望的候选者。在这里，我们从理论上研究了含有这些闭壳层原子的双原子分子的性质。我们计算势能曲线，永久电偶极矩，和光谱常数的分子组成的锌或镉原子与碱金属（Li，Na，K，Rb，Cs，Fr）或碱土金属（Be，Mg，Ca，Sr，Ba，Ra）原子相互作用。我们使用从头算电子结构耦合团簇方法与单，双，三重激发结合大高斯基组和小核心相对论能量一致的赝势较重的原子。我们预测，所研究的分子在基态的化学反应弱结合范德华配合物的小永久电偶极矩。本文的结果对光谱学以及所研究分子在现代超冷物理和化学实验中的应用有一定的参考价值。
2021-10-31 physics.atom-ph physics.chem-ph
Direct excitation of the forbidden clock transition in neutral 174Yb atoms confined to an optical lattice
本文报道了在一维光晶格中，偶174 Yb同位素的（6s^2）^1S_0 -（6s 6p）^3P_0钟跃迁的直接单激光激发。使用小的（~1.2 mT）静态磁场在578.42 nm处诱导时钟态之间的非零电偶极跃迁概率。观察到了20 Hz的窄共振线宽（FHWM）和高对比度，证明了中性原子共振品质因数为2.6 × 10 ^13的记录。先前未知的交流斯塔克位移消除（魔术）波长被确定为759.35+/-0.02 nm。这种使用计量学上优越的偶同位素的方法可以很容易地在当前的Yb和Sr晶格时钟中实现，并且可以在其他碱土类原子如Mg和Ca中创造新的时钟可能性。
2006-03-02 physics.atom-ph
Cooper minima in the transitions from low-excited and Rydberg states of alkali-metal atoms
用库仑近似和准经典模型研究了碱金属原子低激发态和里德伯态的跃迁几率和光电离截面中Cooper极小值的结构.准经典模型的适用范围已被定义从与现有的实验和理论数据的偶极矩，振子强度，和光电离截面的比较。发现了铷里德伯态之间跃迁的一个新的Cooper极小值。
2012-07-16 physics.atom-ph
Probing dipole-forbidden autoionizing states by isolated attosecond pulses
我们提出了一个通用的技术来检索的偶极禁戒共振的自电离区的信息。在模拟中，氦原子被孤立的阿秒脉冲在极紫外（EUV）与几个飞秒激光脉冲相结合的泵浦。激发波包由$^1S$、$^1P$和$^1D$态组成，包括$2s2p(^1P)$双激发态附近的背景连续谱。通过多能级模型和从头算含时薛定谔方程计算，得到了不同激光强度和脉冲间时间延迟的电子能谱.将从头计算作为一种“虚拟测量”，用多能级模型表征了偶极禁戒共振态。我们发现，与通常的假设相反，连续体之间的非共振耦合在延迟电子谱中起着重要的作用，这表明光电子在离开核之前存在着关联效应。该技术充分利用了超短脉冲的独特优势，是对现有阿秒技术的一次及时检验。
2014-03-27 physics.atom-ph quant-ph
Measurement method for the nuclear anapole moment of laser trapped alkali atoms
原子核内的弱相互作用产生一个违反电磁矩的依赖于原子核自旋的宇称。在重核中，阿那普尔矩是自旋相关原子宇称破坏的主要贡献。分析了一种通过超精细基态间的电偶极跃迁测量原子核的再极点矩的方法。该方法需要严格限制的原子，将它们定位在一个驻波的腹驱动的anapole诱导的E1跃迁。我们探讨了必要的限制，在原子的数量，激发场，陷阱类型，询问方法，和必要的系统测试，这样的测量，最重的碱。
2007-01-22 physics.atom-ph
Photoassociation spectroscopy of cold alkaline earth atoms near the intercombination line
从理论上研究了II族原子相互结合线（$^{1}S_{0}$和$^{3}P_{1}$之间的弱跃迁）附近的光缔合光谱特性。作为一个例子，我们已经进行了计算钙原子碰撞在超低温1 mK，1 $μ$ K，和1 nK。与目前大多数光缔合光谱不同，多普勒效应可以显著影响所研究的谱线的形状。使用Ca-Ca和Ca-Ca $^*$短程{ \it ab initio}电位和长程范德华和共振偶极电位获得光谱。基态$^{1}S_{0} + ^{1}S_{0}$和激发态$^{1}S_{0} + ^{3}P_{1}$的范德华系数相似，导致PA与具有共振偶极相互作用的强允许跃迁的PA有很大不同。谱线密度较低，Condon点位于较短的距离，反射近似不适用于Franck-Condon因子，自发衰变到束缚基态分子是有效的。最后，讨论了高效生产冷分子的可能性。
2004-07-21 physics.atom-ph
Relativistic multi-reference Fock-space coupled-cluster calculation of the forbidden $6s^2^1 S_0 \longrightarrow 6s5d^3 D_1$ magnetic-dipole transition in ytterbium
本文报道了用多参考Fock空间耦合团簇理论计算的$6s^{2} ^{1}S_{0}\longrightarrow6s5d ^{3}D_{1}$禁戒磁偶极跃迁振幅。我们计算的转移矩阵元（$1.34\times10^{-4}μ_{B}$）与实验值（$1.33\times10^{-4}$ $μ_{B}$）非常吻合。该值与其它已知量结合将有助于确定Yb原子中$6s^{2} ^{1}S_{0}\longrightarrow6s5d ^{3}D_{1}$跃迁的宇称非守恒振幅。据我们所知，我们的计算是迄今为止最精确的，在标准模型之外的物理研究中可能非常重要。我们进一步报告的$6s6p ^{3}P_{0}\longrightarrow6s6p ^{1}P_{1}$和$6s5d ^{3}D_{1}\longrightarrow6s6p ^{3}P_{0}$的过渡矩阵元素，这也是在较早的理论估计吻合得很好。
2007-07-24 physics.atom-ph physics.chem-ph
Electric dipole transition amplitudes for atoms and ions with one valence electron
本文利用全阶关联势方法高精度计算了K、Ca+、Rb、Sr+、Cs、Ba+、Fr和Ra+的低激发态电偶极跃迁振幅，与实验偏差约0.1%，并结合分支比测量提取了若干高精度振幅值。
2023-03-07 physics.atom-ph
State-Insensitive Trapping of Alkaline-Earth Atoms in a Nanofiber-Based Optical Dipole Trap
本文利用纳米拉锥光纤倏逝场和双魔波长方案，为锶-88实现约3 μK低阱深的态不敏感光学偶极阱，并经近表面高分辨率光谱验证435.827(25) nm附近的魔波长。
2023-10-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Magnetic dipolar interaction between hyperfine clock states in a planar alkali Bose gas
在原子系统中，时钟状态的特征是总角动量的零投影，因此对磁场的灵敏度较低。这使得它们广泛用于原子喷泉或重力仪等可编程应用。在这里，我们表明，两个这样的非磁性状态的混合物仍然显示磁偶极-偶极相互作用。使用高分辨率光谱的平面气体的$^{87}$ Rb原子与控制的平面形状，我们探索有效的各向同性和广泛的字符，这些相互作用，并证明其可调谐性。我们的测量设置强约束的s-波散射长度的相对值$a_{ij}$涉及两个时钟状态。
2020-12-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Applicability of the Dirac-Fock method combined with Core Polarization in calculations of alkali atoms
St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）；Petersburg Nuclear Physics Institute named by B.P. Konstantinov of NRC “Kurchatov Institute”（核物理研究所（以B.P.康斯坦丁诺夫命名，隶属于国家研究中心“库尔恰托夫研究所”））
本文探讨了在局部Dirac-Hartree-Fock势框架下，结合核心极化修正的Dirac-Fock方法用于准确确定原子静态标量和张量电偶极极化率的适用性，并计算了原子能级的黑体辐射诱导史特克移位及碱土金属原子的Bethe对数。
2026-01-29 physics.atom-ph
Use of an electric-dipole forbidden transition to optically probe the Autler Townes effect
研究了共振激光激发强电偶极跃迁产生的Autler Townes（AT）效应，并利用梯形结构中频率失谐可控的弱电四极跃迁探测了AT效应.实验是在室温下对$^{87}$ Rb原子气体进行的速度选择方案。通过与自发衰变到基态相关的荧光光谱的分裂来监测AT效应。理论描述包括修改标准的几个层次的计划引入禁电偶极跃迁选择规则。我们发展了一个解析梯形三能级方案来近似循环$5\mathrm{S}_{1/2} \mathrm{F}=2\rightarrow 5\mathrm{P}_{3/2} F=3 \rightarrow 6\mathrm{P}_{3/2} \mathrm{F}=1,2,3\rightarrow 5 \mathrm{S}_{1/2}\mathrm{F}=2$路径，其他可能对荧光产生影响的能级通过第四能级包含在有效参数中。理论模型中考虑了激光束的多普勒效应和有限带宽，与实验结果吻合较好。
2019-09-03 physics.atom-ph quant-ph
Alkali-vapor magnetic resonance driven by fictitious radiofrequency fields
我们展示了一个全光$^{133}$ Cs标量磁强计，工作在非零磁场，其中磁共振驱动的一个有效的振荡磁场提供的交流斯塔克位移的强度调制的激光束。我们实现了1.7 fT/Hz $^{1/2}$的投射散粒噪声限制灵敏度，并测量了40 fT/Hz $^{1/2}$的技术噪声基底。这些结果与使用相同设置的线圈驱动标量磁力计基本相同。这种全光学方案提供了优于传统线圈驱动磁力计的优势，用于阵列和磁敏感基础物理实验，寻找中子的永久电偶极矩。
2014-09-26 physics.atom-ph
Dipole-dipole induced global motion of Rydberg-dressed atom clouds
我们考虑两个云的基态碱金属原子在两个不同的超精细基态。每个能级都与一个里德伯态发生远共振耦合，这导致了具有里德伯态性质的弱混合物的修饰基态。由于这种混合，为了正确选择里德伯态，原子经历共振偶极-偶极相互作用，从而引起作用于两个云中所有原子的机械力。这种行为与针对里德伯超原子之间的裸偶极-偶极相互作用预测的动力学相反，其中每个云只有单个原子受到偶极-偶极诱导运动[Phys. Rev. A { \bf 88} 012716（2013）]。
2014-03-31 physics.atom-ph
Diatomic molecular anions of alkali-metal and alkaline-earth-metal atoms
University of Monastir（莫纳斯提尔大学）；University of Warsaw（华沙大学）；University of Sousse（苏塞大学）；Higher Institute of Applied Sciences and Technology of Sousse（苏塞高等应用科学与技术学院）；American University of Ras Al Khaimah（拉斯海马美国大学）
本研究通过多种高精度计算方法系统研究了碱金属与碱土金属构成的双原子分子阴离子的基态与激发态性质，预测了中性基态与阴离子激发态的交叉，为超冷混合体系实验提供理论参考。
2026-08-06 physics.atom-ph physics.chem-ph
The prospects of forming ultracold molecules in $^2Σ$ states by magnetoassociation of alkali-metal atoms with Yb
我们探讨了通过磁关联两个原子，一个电子自旋为零，一个自旋为非零，产生具有非零电和磁偶极矩的超冷双原子分子的可行性。费什巴赫共振是通过超精细耦合对核间距的依赖而产生的。我们调查的费什巴赫共振在双原子系统相结合的9个稳定的碱金属同位素与Yb，专注于RbYb和CsYb的说明性的例子。在费米黄金法则的框架下，我们证明了共振宽度可以表示为物理上可理解的项的乘积。共振宽度强烈地依赖于背景散射长度，这可以通过选择Yb同位素来调节，并且依赖于超精细耦合常数和磁场。在有利的情况下，共振可以超过100 mG宽。
2013-04-29 physics.atom-ph
Stark-Induced Electric Dipole Amplitudes for Hyperfine Transitions
在实验中观察原子中的宇称不守恒，相同宇称的态之间的斯塔克诱导电偶极子振幅是很重要的。斯塔克诱导的E1振幅表示在一个不可约的球张量分解。这种形式主义适用于一个单一的原子状态的超精细子级之间的过渡的具体情况。结果表明，在碱金属原子的基态，这种转变被抑制了许多数量级相对于天真的期望。
1998-03-01 physics.atom-ph
Calculation of strongly forbidden M1 transitions and g-factor anomalies in atoms considered for parity non-conservation measurements
计算了Rb，Cs，Ba ~+，Fr，Ra ~+，Yb ~+，Ac ~（2+）和Th ~（3+）的s-s和s-d磁偶极跃迁振幅。这些跃迁被用于或被认为用于测量宇称不守恒（PNC）。我们还计算了选定的状态的磁g因子异常，以及在这些系统中的s-d跃迁的电四极跃迁振幅。
2013-09-05 physics.atom-ph
Systematic trends in electronic properties of alkali hydrides
获得偶极分子的超冷样品是当前的挑战，需要准确了解其电子性质以指导正在进行的实验。碱金属氢化物分子的永久偶极显著大于混合碱金属物质的永久偶极，并且如Taylor-Juarros等人[Eur. J. D 31，213（2004）]和Juarros等人[Phys.Rev.A73，041403（2006）]的方法，因此是分子形成的良好候选物。本文采用基于原子核表示的赝势、大高斯基组和有效核极化势的标准量子化学方法，系统地研究了碱金属氢化物LiH到CsH的电子性质，以讨论它们的电子性质。行为的一般趋势。我们计算（第一次为NaH，KH，RbH和CsH）的变化，其静态极化率与核间距。此外，除了潜在的曲线，我们确定准确的值的永久和过渡偶极矩的基态和激发态取决于核间距离。根据文献中的大量其他数据，对所有碱金属的电子性质进行了比较。最后，讨论了氢电子亲和势的表征质量对计算结果的影响。
2009-01-08 physics.atom-ph physics.chem-ph
Relativistic coupled-cluster single-double method applied to alkali-metal atoms
相对论版本的耦合团簇单-双（CCSD）方法被发展用于具有单个价电子的原子。在早期的工作中，CCSD方法的线性化版本（扩展到包括占主导地位的三重激发）导致对单价原子的能量、跃迁振幅、超精细常数和其他性质的准确预测。高精度重原子原子结构计算的进一步发展要求改进线性化耦合团簇方法。在本工作中，Dirac-Fock波函数的单，双激发系数的方程，包括所有的非线性耦合集团项，在单，双水平的贡献。的非线性项的能量，电偶极子矩阵元素，超精细常数在碱金属原子从锂到铯的低洼状态的贡献进行了评估，并与其他计算和精确的实验结果进行了比较。
2007-02-12 physics.atom-ph
Forbidden M1 and E2 transitions in monovalent atoms and ions
我们对Ca+，Rb，Sr+，Cs，Ba+，Fr，Ra+，Ac2+和Th 3+的禁戒磁偶极和电四极跃迁进行了系统的高精度相对论研究。这项工作的动机是这些过渡的基础物理和精密测量的测试的重要性。研究了相对论性、相关性、Breit修正和负能态贡献的相对重要性。给出了简化矩阵元素的推荐值及其不确定性。矩阵元素和由此产生的寿命与其他理论值和实验中可用的。
2017-03-22 physics.atom-ph
Probing Multiple Electric Dipole Forbidden Optical Transitions in Highly Charged Nickel Ions
高电荷态离子（HCI）具有紧密束缚的电子云，能有效抑制环境对量子振荡器的干扰，是下一代原子钟的理想候选者。在这里，我们提出并追求一个实验策略，同时专注于一个单一的原子元素的各种HCI，保持尽可能大的候选时钟转换的数量。根据这一策略，我们确定了四个相邻的镍HCl的电荷状态，提供多达六个光学跃迁。在实验上，我们证明了在低能量紧凑的上海-武汉电子束离子阱中产生这些离子的基本能力。我们测量了四个磁偶极（$M$ 1）和一个电四极（$E$ 2）时钟转换的波长与几个ppm的精度与一种新的校准方法，其中两条线进行了观察，并首次在受控的实验室设置。与早期的测定相比，我们的测量将波长精度提高了一个数量级。这样的测量对于限制激光波长范围以找到“大海捞针”的窄线至关重要。此外，我们计算了频率和品质因数，评估了这六个跃迁对基础物理应用所需的电磁精细结构常数$α$的假设变化的敏感性。我们认为，所有六个过渡镍HCI提供固有的免疫力，所有常见的量子振荡器的扰动，其中之一的投影分数频率的不确定性下降到显着的水平10 $^{-19}$。
2021-01-26 physics.atom-ph
Optical coherent manipulation of alkaline-earth circular Rydberg states
里德伯原子是量子技术的理想工具。由于它们的大尺寸，它们在微米级距离上的偶极-偶极相互作用以及它们与外部场的耦合是巨大的。最近的实验生动地展示了他们对量子模拟的兴趣，尽管由于相对较短的寿命的光学可访问的里德伯能级的限制。这些限制激发了人们对长寿命圆形里德堡态的新兴趣。然而，到目前为止，探测它们要么是破坏性的，要么是复杂的。此外，碱循环态只能通过微波场来操纵，无法寻址单个原子。具有光学活性第二价电子的碱土金属圆态可以避免这些问题。在这里，我们展示了如何使用锶的两个价电子之间的静电耦合相干操纵一个圆形的里德堡态的光脉冲。我们也使用这种耦合映射到离子核的里德堡电子的状态。该实验为圆态的状态选择性空间分辨无损检测开辟了道路，并为量子技术实现混合光学微波平台开辟了道路。
2021-11-29 physics.atom-ph quant-ph
ARC: An open-source library for calculating properties of alkali Rydberg atoms
我们提出了一个面向对象的Python库计算碱金属原子的高激发里德堡态的性质。这些包括单体效应，如偶极矩阵元素，激发态寿命（辐射和黑体限制）和斯塔克地图的原子在外部电场，以及两个原子的相互作用势占偶极和四极耦合效应在长和短的范围内有效的任意放置的原子偶极。该软件包是交叉引用的原子能级的精确测量和功能广泛的文档，以方便用户快速升级或扩展。该库直接应用于量子信息和量子光学领域，利用强里德伯偶极相互作用实现双量子位门，稳健的原子-光界面和模拟量子多体物理，以及使用里德伯原子作为精确微波静电计的计量学领域。
2017-06-12 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.comp-ph
